1. Основные термины и определения

Основные термины и определения, касающиеся разработки технологических процессов, регламентированы ГОСТ 3.1109 [8] комплекта государственных стандартов «Единая система технологической документации» (ЕСТД).

Ниже приведены некоторые термины, определяющие элементы операций и средства выполнения технологических процессов, а также комментарии к ним.

Наладка – подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции.

Комментарий. К наладке относятся действия по установке и выверке приспособлений и инструментов, по переключению органов управления станком в соответствии с заданными режимами, по настройке рабочих органов оборудования на заданные размеры обрабатываемых поверхностей, по вводу управляющей программы в станок с ЧПУ и т.п.

Средства технологического оснащения – совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса.

Комментарий. Термин «средства технологического оснащения» охватывает все технические средства, необходимые для выполнения конкретного технологического процесса механической обработки, штамповки, литья, сборки и т.д. К этим средствам относятся: оборудование, приспособления, инструменты, средства измерения и т.п. По определению термин не может быть применен к одной, отдельно взятой, операции технологического процесса (но допустим термин «средства технологического оснащения операции»).

Технологическое оборудование – средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка.

Комментарий. Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, металлорежущие станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т.п. В ГОСТ 3.1109 нет разъяснений термина «определенная часть технологического процесса». Под этим можно понимать и отдельную технологическую операцию и совокупность операций, хотя сложно найти пример, когда несколько операций выполняются на одном оборудовании. Даже наиболее сложное технологическое оборудование – автоматическая линия - выполняет одну операцию – «автоматно-линейную»[9].

Еще одну неясность вносит выделение в этом термине «средств воздействия» на материалы или заготовки, то есть инструментов (см. определение ниже), которые по определению стандарта являются частью технологической оснастки.

Технологическая оснастка - средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.

Комментарий. В данном термине также присутствует понятие «определенной части технологического процесса», под которой условимся понимать технологическую операцию. Примерами технологической оснастки являются режущий инструмент, приспособления, штампы, инструментальные оправки и втулки, калибры, пресс-формы, модели, литейные формы, стержневые ящики и т.п. Если разделить средства технологического оснащения по отдельным операциям технологического процесса, то согласно стандарту справедлива зависимость: средства технологического оснащения операции = технологическое оборудование + технологическая оснастка.

Приспособление – технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.

Комментарий. В термине объединены классическое понятие приспособления как средства базирования и закрепления заготовок и понятие «вспомогательный инструмент», широко используемое в технической литературе по механической обработке резанием для обозначения средств базирования и закрепления инструментов на станке.

Инструмент – технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния.

П р и м е ч а н и е. Состояние предмета труда определяется при помощи меры и (или) измерительного прибора.

Комментарий. Инструменты могут быть формообразующими при резании материалов (резцы, фрезы, сверла, протяжки и т.п.) или формоизменяющими при обработке давлением (матрицы, пуансоны, пресс-формы и т.п.). Примечание к термину подчеркивает, что к инструментам не относятся средства измерения, определяющие состояние предмета труда, то есть термин «измерительный инструмент» стандарт не предусматривает. Измерения могут производиться с помощью простейших технических средств - мер (концевых мер длины, мер шероховатости, пробок, скоб и т.п.) или более сложных измерительных приборов, характерными признаками которых является наличие подвижных частей и различных отсчетных устройств (шкал, лимбов, цифровых или световых индикаторов и т.п.).

Анализ определений по ГОСТ 3.1109 позволяет сделать вывод об имеющей место терминологической неопределенности и недостаточности регламентированных определений для более четкой систематизации технических средств выполнения технологических процессов. Уточним некоторые вышеприведенные термины (обозначены *) и введем новые определения, которые будут использоваться в данном учебном пособии.

Средства технологического оснащения операции – совокупность орудий производства, необходимых для осуществления операции технологического процесса.

Технологическое оборудование*⁾ – средство технологического оснащения, в котором для выполнения технологической операции размещаются материалы или заготовки, инструмент и технологическая оснастка, а также средства активного контроля.

Инструмент*⁾ – средства технологического оснащения операции, предназначенные для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния.

Средства измерения (контроля) – средства технологического оснащения операции, предназначенные для оценки состояния предмета труда.

Технологическая оснастка*⁾ - средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование, инструмент и средства измерения для выполнения технологической операции.

Приспособление*⁾ – технологическая оснастка, предназначенная для установки предмета труда при выполнении технологической операции.

П р и м е ч а н и е. Под установкой понимается совокупность процессов базирования и закрепления предмета труда.

Вспомогательная оснастка – технологическая оснастка, предназначенная для подготовительных действий по базированию, выверке и закреплению предмета труда в приспособлении.

К вспомогательной оснастке относятся специальные устройства по выверке заготовки в процессе ее установки: винтовые, рычажные или кулачковые подъемники (домкраты); подводные опоры; приборы проверки биения заготовки; устройства для разметки и кернения центровых отверстий и т.п.

Инструментальная оснастка¹ – технологическая оснастка, предназначенная для установки и (или) направления инструмента при выполнении технологической операции.

Вспомогательная инструментальная оснастка – технологическая оснастка, предназначенная для подготовительных действий по базированию, закреплению и настройке инструмента на технологическом оборудовании или вне его.

Вспомогательная инструментальная оснастка широко используется, например, при бесподналадочной смене инструмента.

Рабочее пространство станка – трехмерное пространство между рабочими органами технологической машины в пределах их граничных положений по техническим характеристикам, включая вспомогательные базы под элементы технологической оснастки.

Интерференция – явление одновременного пересечения в пространстве элементов технологического оснащения операции при выполнении заданного цикла обработки.

Интерференция - недопустимое явление, сопряженное с аварийной ситуацией в производстве и являющееся следствием субъективных ошибок проектирования технологической операции.

На рис. 1 представлена структурная схема технологической системы обработки резанием, на которой выделены элементы технологической оснастки и технологическое оборудование (станок).

Рис. 1. Структурная схема технологической системы обработки резанием (* - станок может иметь несколько соответствующих рабочих органов)

Схема обработки – упрощенное графическое представление положения инструмента относительно заготовки, поясняющее основные принципы формообразования и не отражающее подробно способы базирования и закрепления элементов технологической оснастки на рабочих органах станка.

Схема обработки относится к учебному документу, разрабатываемому студентами на начальной стадии изучения дисциплины «Основы технологии машиностроения». Рекомендуется прочерчивать схему обработки для положения инструмента в конечной точке рабочего хода. Однако для более детального пояснения схемы формообразования допустимо изображение тонкими линиями начального и промежуточных положений инструмента или заготовки.

Схема наладки – графическое изображение рабочего пространства станка, комплексно поясняющее схему формообразования, способ базирования и закрепления инструмента (инструментов), заготовки и элементов технологической оснастки, а также отсутствие явления интерференции в технологической системе при выполнении цикла обработки.

Схему наладки также рекомендуется выполнять для положения инструмента в конце рабочего хода (обработки). Однако с целью проверки отсутствия интерференции могут потребоваться дополнительные виды и сечения для моментов цикла обработки, когда рабочие органы станка, элементы технологической оснастки, инструменты и другие части технологической системы опасно сближаются друг с другом.

На схеме наладки обязательно изображение технологической циклограммы – траектории движения инструмента и (или) заготовки в цикле обработки. Для станков с ЧПУ вместо циклограммы прочерчивается траектория центра инструмента или ее фрагмент.

Как следует из вышеизложенного, проектирование схем наладок преследует три основные цели:

• пояснение способа базирования и закрепления заготовки и инструмента на соответствующих рабочих органах станка;

• проверку отсутствия интерференции в технологической системе, то есть соударения элементов технологической оснастки, инструмента, рабочих органов и вспомогательных механизмов станка при выполнении цикла обработки;

• представление траектории относительного движения инструмента и заготовки, необходимой для технологического нормирования операции, настройки системы цикловой автоматики станка-полуавтомата или автомата, а также составления управляющей программы для станков с ЧПУ.